Soja (Glycinemax) est une culture vivrière importante dans le monde entier et est cultivée en Chine depuis plus de 5000 ans. Le soja est un produit remarquablement nutritif, ses graines sont riches en protéines (40 à 50 %), en graisses (20 à 30 %) et en composés phytochimiques vitaux, notamment les anthocyanes, les tocophérols, les isoflavones et les saponines. Les plants de soja présentent également des avantages agroécologiques clés dans les systèmes de culture, tels que la séquestration du carbone dans le sol et la fixation de l'azote. Cependant, le rendement du soja est fortement affecté par la disponibilité du phosphore (P) du sol. Bien que des études aient été menées pour étudier les réponses moléculaires du soja à la pénurie de phosphore dans le sol, celles-ci se sont concentrées sur le transcriptome et le métabolome. Les protéines représentent les molécules fonctionnelles réelles dans la cellule et sont fortement affectées par les stress abiotiques. La comparaison du protéome des génotypes de soja avec des niveaux de tolérance bas en P nous permettra d'identifier les principales protéines et voies impliquées dans la tolérance aux carences en P.
Dans leur récente étude publiée dans AoBP, Zhao et al. ont mené une étude protéomique comparative de deux génotypes de soja avec des réponses contrastées à faible teneur en P. Ils ont exploré les différences protéomiques dans les racines de génotypes de soja peu tolérants au P et sensibles au P sous différentes concentrations de P en utilisant l'approche de protéomique comparative basée sur Tandem Mass Tag (TMT). La compréhension de ces réponses peut aider les phytogénéticiens à développer des variétés de soja plus tolérantes aux conditions à faible teneur en phosphore.
Un total de 41,678 19,612 peptides, 4126 660 peptides uniques et 1 protéines ont été identifiés dans l'étude. Un nombre accru de protéines différentiellement exprimées (DEP) a été obtenu à partir de conditions à faible teneur en P et sans P par rapport au traitement au P normal. Les 20 DEP obtenus dans le génotype à faible tolérance au P ont été régulés positivement en réponse à une carence en P, tandis que la plupart des DEP détectés dans le génotype sensible à faible P ont été régulés à la baisse en cas de carence en P. L'identification de biomarqueurs potentiels pour la faible tolérance au phosphore sera utile pour un dépistage rapide dans les populations. Dans cette étude, trois protéines (I1KW3 (prohibitines), I8K6U93 (inhibiteurs de l'alpha-amylase) et CXNUMXSZXNUMX (inhibiteurs de l'alpha-amylase)) en particulier se sont avérées constamment régulées à la hausse dans le génotype tolérant mais non affectées dans la lignée sensible, ce qui les rend des candidats idéaux comme biomarqueurs pour la faible tolérance au phosphore.
Dans leur travail, Zhao et al. ont observé que des voies métaboliques importantes, telles que la phosphorylation oxydative, le métabolisme du glutathion et le métabolisme du carbone, étaient supprimées dans le génotype sensible. En revanche, le génotype tolérant a augmenté l'activité métabolique dans certaines voies, telles que le métabolisme de l'acide 2-oxocarboxylique, le métabolisme du carbone, la glycolyse et la biosynthèse des acides aminés, afin de maintenir une croissance normale en cas de carence en P. Les auteurs suggèrent qu'une expérience de suivi intéressante pourrait consister à tester des plantes mutantes du génotype sensible surexprimant les trois protéines adaptatives clés putatives dans des conditions limitées en P, afin d'évaluer si elles confèrent effectivement une tolérance aux conditions à faible P.
